專題六：機(jī)械與功精講

【專題六】杠桿杠桿的五要素滑輪滑輪組機(jī)械與功功率功的原理機(jī)械效率及其影響因素斜面機(jī)械功考點(diǎn)1杠桿定義一根在力的作用下繞著________轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿五要素支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，一般用字母O

表示動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，一般用字母F1

表示阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，一般用字母F2

表示動(dòng)力臂從支點(diǎn)到______________的距離，一般用字母l1表示阻力臂從支點(diǎn)到______________的距離，一般用字母l2表示固定點(diǎn)動(dòng)力作用線阻力作用線專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦①動(dòng)力、阻力都是杠桿受的力，所以作用點(diǎn)都在上②動(dòng)力、阻力的方向不確定相反，但它們使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的相反③當(dāng)力的作用線過時(shí)，該力的力臂為零說明簡(jiǎn)圖【易錯(cuò)點(diǎn)】畫力臂時(shí)，千萬不要把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線誤認(rèn)為是力臂．專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦杠桿方向支點(diǎn)【點(diǎn)撥】(1)杠桿可直可曲，形態(tài)隨意．(2)有些狀況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)．如：釣魚竿、鐵鍬等．(3)力臂畫法：先找點(diǎn)，再找線，從點(diǎn)到線做垂線①找支點(diǎn)O.②畫力的作用線(線)．③畫力臂(過支點(diǎn)作力的作用線的垂線，標(biāo)垂足)．④標(biāo)力臂(大括號(hào)或背向箭頭)．虛專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦考點(diǎn)2杠桿平衡條件課題杠桿的平衡條件理解平衡杠桿平衡是指杠桿

或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)探究過程調(diào)節(jié)杠桿兩端的

，杠桿的調(diào)節(jié)方法是右高

調(diào)，使杠桿在

平衡（排除杠桿

對(duì)杠桿平衡的影響以及便于

），再通過多次實(shí)驗(yàn)，

。得出結(jié)論杠桿的平衡條件是：

。平衡螺母水平位置自重從杠桿上干脆讀出力臂右總結(jié)一般規(guī)律靜止動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦

杠桿“最小力”的作法專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦方法集錦例、如圖所示，一圓柱形鐵桶放在水平地面上，欲使其C點(diǎn)稍稍抬離地面，則在B處施加一最小動(dòng)力，該怎樣作出該力？【解析】首先將問題模型化，將鐵桶看作杠桿，D點(diǎn)是支點(diǎn)，B點(diǎn)是動(dòng)力作用點(diǎn)，物體的重力看作阻力，依據(jù)實(shí)際情形來確定施加的力的方向，此時(shí)，阻力和阻力臂確定，動(dòng)力臂最大，最省力。專題六機(jī)械與功┃歸類示范例、如圖所示，一個(gè)直桿可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿的末端懸掛一重物，用一個(gè)始終跟直桿垂直的力F作用于杠桿的中點(diǎn)，并使直桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過程中直桿（）A.F始終在變大

B.F始終在變小

C.F先是變大的，后是變小的D.F先是費(fèi)小的，后是變大的A專題六機(jī)械與功┃歸類示范例、在探討杠桿平衡條件的試驗(yàn)中：(1)小明調(diào)整杠桿在水平位置平衡后，按如圖所示，通過加掛鉤碼分別變更力F1F2，仍使杠桿在水平位置平衡，并用刻度尺在杠桿上測(cè)出對(duì)應(yīng)的力臂l1l2，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11824228116321238小明通過視察并分析數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：“動(dòng)力乘以動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離＝阻力乘以阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”。小華認(rèn)為小明的結(jié)論不正確，小華為了驗(yàn)證自己的觀點(diǎn)，只將圖中F1改用彈簧測(cè)力計(jì)來拉，試驗(yàn)中不斷變更拉力的，仍使杠桿在水平位置平衡時(shí)，比較拉力的，即可證明小華的觀點(diǎn)是否正確。方向大小專題六機(jī)械與功┃歸類示范(2)某同學(xué)利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗(yàn)證杠桿平衡的條件，如圖所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，他測(cè)出從支點(diǎn)O到硬幣邊緣的距離作為力臂l1和l2的大小，他測(cè)力臂的方法是____________(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。假如將兩邊的硬幣以相同速度同時(shí)勻速向支點(diǎn)移動(dòng)的過程中，則杠桿(選填“仍平衡”、“向左傾斜”、“向右傾斜”)。錯(cuò)誤向左傾斜專題六機(jī)械與功┃歸類示范考點(diǎn)3杠桿的分類名稱特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、

、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、

、人的前臂、理發(fā)剪刀等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂不省力、不費(fèi)力

、定滑輪【留意】應(yīng)依據(jù)實(shí)際狀況來選擇杠桿，當(dāng)須要較大的力才能解決問題時(shí)，應(yīng)選擇杠桿；當(dāng)為了運(yùn)用便利要省距離時(shí)，應(yīng)選擇杠桿．省力費(fèi)勁天平釣魚竿羊角錘專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦考點(diǎn)4滑輪名稱定義實(shí)質(zhì)特點(diǎn)定滑輪

固定不動(dòng)的滑輪_________杠桿使用定滑輪________力，但可以改變力的________動(dòng)滑輪軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪動(dòng)力臂為阻力臂______的杠桿使用動(dòng)滑輪能省________力，但費(fèi)一倍距離，且動(dòng)滑輪不能改變___________滑輪組由定滑輪和動(dòng)滑輪組合而成①在忽略摩擦和繩重的情況下，使用滑輪組時(shí)，重物和動(dòng)滑輪總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就等于總重的_________②可以達(dá)到既省力又改變

的目的等臂不省力的方向二倍一半方向幾分之一力的方向軸專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦如圖A所示，物重為250N，拉力F為150N，當(dāng)物體被勻速提起時(shí)，則每個(gè)滑輪重

N，當(dāng)物體上升2m，則繩子自由端在移動(dòng)了

m。如圖C所示，當(dāng)繩端移動(dòng)速度為6cm/s，則重物上升速度為

m/s。例、如圖所示，滑輪重、繩重、摩擦力均忽視不計(jì)，利用兩個(gè)滑輪提升同一重物，哪種組合最省力()C5040.02專題六機(jī)械與功┃歸類示范考點(diǎn)5其他簡(jiǎn)潔機(jī)械名稱斜面輪軸示意圖原理應(yīng)用樓梯、盤山公路方向盤、水龍頭、扳手FL=GhF1R=F2r專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦力力距離Fs焦耳力力距離考點(diǎn)6機(jī)械功專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦例、下圖的幾種狀況中，人對(duì)物體做了功的是()

A專題六機(jī)械與功┃歸類示范【點(diǎn)撥】常見不做功的三種狀況：情形舉例分析有力但無距離舉著物體不動(dòng)，雖然有力，但物體沒有在力的方向上通過距離有距離但無力由于物體具有

，鐵餅在空中飛行，雖然在空中運(yùn)動(dòng)了一段距離，但是在這個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)員不再有力作用在鐵餅上，所以運(yùn)動(dòng)員不再對(duì)鐵餅做功力與距離垂直水平運(yùn)動(dòng)的物體，其

沒有做功慣性重力專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦例、一個(gè)人先后用同樣大小的力F將不同質(zhì)量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離s(如圖所示)，該力在這三個(gè)過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說法正確的是

。W1=W2=W3專題六機(jī)械與功┃歸類示范功快慢P=W/t103

質(zhì)量m

時(shí)間t

樓高h(yuǎn)

考點(diǎn)7功率專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦例、關(guān)于做功和功率的說法中正確的是()A．有力作用在物體上，力確定對(duì)物體做功B．在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，沒有力做功C．物體受到的作用力越大，力對(duì)物體做功就越多D．力對(duì)物體做功越多，功率就越大B例、一輛電動(dòng)自行車以10m/s的速度在平直的馬路上勻速運(yùn)動(dòng)了30s，牽引力為20N。求電動(dòng)自行車在這段時(shí)間內(nèi)：(1)通過的距離是多少？(2)牽引力做的功是多少？(3)牽引力做功的功率是多少？300m6000J200W專題六機(jī)械與功┃歸類示范考點(diǎn)8功的原理【內(nèi)容】運(yùn)用機(jī)械時(shí)，人們所做的功都不會(huì)少于干脆用手所做的功；即運(yùn)用任何機(jī)械都________?！菊f明】(1)運(yùn)用機(jī)械雖然不能省功，但我們照舊運(yùn)用，是因?yàn)檫\(yùn)用機(jī)械或者可以，或者可以省，或者可以變更，能給我們的工作帶來很多便利。(2)運(yùn)用機(jī)械要省力必需費(fèi)，要省距離必需，既省力又省距離的機(jī)械是不存在的。(3)功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。(4)一般做題遇到的多是志向機(jī)械(忽視摩擦和機(jī)械本身的重力)，此時(shí)，人們所做的功不用機(jī)械而干脆用手對(duì)重物所做的功。不省功

距離省力力的方向距離等于費(fèi)勁專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦考點(diǎn)9機(jī)械效率1.有用功、額外功和總功有用功額外功總功定義必須做的功我們不要但又不得不做的功動(dòng)力做的功公式提升重物時(shí)：W有用＝Gh水平移動(dòng)物體：W有用＝fs忽略摩擦繩重的動(dòng)滑輪、滑輪組

W額＝

G動(dòng)hW總＝Fs聯(lián)系專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦W總＝W有用＋W額2.機(jī)械效率(1)定義：有用功跟總功的________。(2)公式：η＝。(3)機(jī)械效率常用百分?jǐn)?shù)表示。由于運(yùn)用機(jī)械時(shí)總會(huì)做一些額外功，因此，機(jī)械效率總________1。比值

小于

W有用/W總

專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦考點(diǎn)10機(jī)械效率的測(cè)量原理η＝＝器材除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外，還需

、

。測(cè)量的物理量鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離s注意事項(xiàng)必須

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，以保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變影響因素

、

、摩擦、繩重刻度尺

彈簧測(cè)力計(jì)

勻速物重動(dòng)滑輪重專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦【說明】(1)重物提上升度不影響滑輪組的機(jī)械效率。(2)對(duì)于已經(jīng)纏繞好的滑輪組，在測(cè)量其機(jī)械效率時(shí)，可以省去這個(gè)工具，依據(jù)擔(dān)當(dāng)物重繩子的段數(shù)得到h與s之間的關(guān)系，即s＝nh，然后依據(jù)公式η＝＝進(jìn)行計(jì)算。(3)確定要在勻速拉動(dòng)的過程中讀數(shù)，不行在靜止時(shí)讀數(shù)，否則就沒有涉及摩擦，機(jī)械效率會(huì)。偏大刻度尺專題六機(jī)械與功┃考點(diǎn)聚焦例、小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的試驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，試驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼總重G/N鉤碼上升的高度h/m測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η/%140.11.80.3260.12.40.383340.11.40.557440.21.41.057專題六機(jī)械與功┃歸類示范(1)試驗(yàn)中測(cè)繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上_____拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過程中讀數(shù)。(2)第1次試驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為________。(3)分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次試驗(yàn)是用______圖的；第4次試驗(yàn)是用________圖做的。(4)分析第1、2次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：運(yùn)用同一滑輪組，____________________可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：運(yùn)用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多(即動(dòng)滑輪總重越重)，滑輪組的機(jī)械效率________。勻速